過程控制試卷樣卷

1、中國計量學院20 20 學年第 2 學期 過程控制 課程考試試卷開課二級學院： 機電工程學院 ，考試時間： 年_月_日 時考試形式：閉卷、開卷，允許帶 _ 入場考生姓名： 學號： 專業(yè)： 班級： 題序一二三四五六七八九總分得分評卷人一、填空題 （每空1分，共10分）1、 過程控制系統(tǒng)是以自動控制理論為依據(jù)，以表征生產(chǎn)過程主要參數(shù)如 溫度 、壓力 、 流量 、 液位、 成分 等為被控參數(shù)，通過測量變送器、顯示調(diào)節(jié)器和操作控制器，調(diào)節(jié)控制參數(shù)，使被控參數(shù)按照預定的要求規(guī)律變化的自動控制系統(tǒng)。2、 比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律的顯著特點是 積分調(diào)節(jié) 結(jié)束時無余差。3、 建立過程對象數(shù)學模型的基本方法有 機理分析

2、法建模 和 試驗法建模 兩種。4、 被調(diào)參數(shù)為溫度的對象，其時間常數(shù)和滯后時間都比較 大 。5、 簡單均勻控制系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)器一般采用 PI 調(diào)節(jié)規(guī)律。二、單項選擇題（每題1分，共10分）1、 分程控制中，閥門A和閥門B的控制信號范圍分段由（ C ）來完成。A、調(diào)節(jié)器 B、電氣轉(zhuǎn)換器 C、閥門定位器 D、變送器2、 化工過程中，控制系統(tǒng)大部分是（ D ）。A、定值控制系統(tǒng) B、隨動控制系統(tǒng) C、程序控制系統(tǒng) D、比值控制系統(tǒng)3、 一種前饋作用一般能夠克服（ A ）種干擾。A、一 B、二 C、三 D、四4、 通常，串級控制系統(tǒng)中主調(diào)節(jié)器的正反作用的選擇取決于（ D ）。A、調(diào)節(jié)閥 B、副調(diào)節(jié)器 C

3、、副對象 D、主對象5、是反映對象（ C ）的參數(shù)。A、控制能力 B、動態(tài)特性 C、靜態(tài)特性 D、抗干擾能力6、控制系統(tǒng)的反饋信號使得原來信號增強的叫做（ B ）。A、負反饋 B、正反饋 C、前饋 D、回饋7、下列表達式中，（ B ）表示比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律。A、 B、 C、 D、8、二階對象可用（ C ）來近似描述。A、積分對象加一階對象 B、帶滯后的一階對象C、滯后時間為，時間常數(shù)為的一階對象 D、微分對象9、下列哪些不是過程控制系統(tǒng)常用的參數(shù)整定方法（ D ）。A、衰減曲線法 B、臨界比例度法 C、經(jīng)驗試湊法 D、頻率特性法10、選擇性控制系統(tǒng)中，防止積分飽和的方法有（ B ）。A、限頻法

4、B、PI法 C、內(nèi)反饋法 D、外反饋法三、簡答題（每題10分，共20分）1、 常用的調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律有哪些？各有什么特點？比例控制規(guī)律（）：較快克服擾動的影響，但有余差。適用于控制通道滯后較小、負荷變化不大、控制要求不高、允許有余差的場合。比例積分控制規(guī)律（）：能消除余差的影響。適用于控制通道滯后較小、負荷變化不大、不允許有余差的場合。比例微分控制規(guī)律（）：具有超前控制作用。適合在控制通道的時間常數(shù)或容量滯后較大的場合使用，可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減小動態(tài)偏差，；但不適合在純滯后較大、擾動頻繁的系統(tǒng)使用。比例積分微分控制規(guī)律（）：較理想的控制規(guī)律。在比例的基礎上引入積分，可以消除余差，再加入微分作

5、用，又能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。適用于控制通道時間常數(shù)或容量滯后較大、控制要求較高的場合。2、 與反饋控制系統(tǒng)相比，前饋控制系統(tǒng)有什么特點？為什么控制系統(tǒng)中不單純采用前饋控制，而是采用前饋反饋控制？特點：是開環(huán)控制；能“及時”抑制被控量由于擾動引起的動、靜態(tài)偏差；只適合用來克服“可測不可控”的擾動，具有指定性補償?shù)木窒扌裕豢刂破魈匦匀Q于被控對象；難以實現(xiàn)完全補償。前饋-反饋控制：可及時克服主要擾動對被控量的影響，也能克服多個擾動的影響，降低系統(tǒng)對前饋補償器的要求。四、計算題1、 （12分）某溫度控制系統(tǒng)的給定值為，在單位階躍干擾下的過渡過程曲線如下圖，試求該過渡過程的最大偏差、余差、衰減比、過渡時

6、間（按被控變量進入新穩(wěn)態(tài)值的%為準）。溫度 230 210 205 2005 20 22 t/min 圖1 溫度控制系統(tǒng)過渡過程曲線最大偏差：230-200=30余差：205-200=5衰減比：（230-205）-（210-205）/（230-205）*100%=80%過渡時間：22s2、（8分）液位對象的特性曲線如下圖2所示，計算該對象的放大系數(shù)K、時間常數(shù)T及純滯后時間。m3/h h/m 30 20 20 10t/min 2 4 t/min 圖2 液位對象的特性曲線K=(20-10)/(30-20)=1T=2min=2min以上并不是標準參考答案。五、分析題C1、（10分）如圖3所示為一加熱爐出口溫度控制系統(tǒng)的示意圖，通過調(diào)節(jié)燃料氣的流量來控制出口溫度保持不變。試畫出該控制系統(tǒng)的方框圖，并指出被控參數(shù)、控制參數(shù)和可能引起被控參數(shù)變化的干擾各是什么。 燃料氣 圖3 加熱爐出口溫度調(diào)節(jié) 2、 （16分）如圖4所示的鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)給水流量來控制汽包液位保持穩(wěn)定，要求：說明該控制系統(tǒng)是什么類型的控制系統(tǒng)； 液位不允許過低，否則會發(fā)生事故，試確定調(diào)節(jié)閥的氣開氣關形式； 確定調(diào)節(jié)器的正反作用方式； 若給水流量突然增加，使汽包液位升高時，簡述該系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程。LTLCFCFT 圖4 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)3、 （14分）如圖5所